动态发酵,缩短发酵和后储时间

动态发酵就是希望在降低生产成本的同时提高发酵和后储的产能，这也是缩短啤酒制备流程的发酵和后储时间所带来的两个重要优势。与此同时，如果还能进一步改善罐中的冷传导和热传导效率，并通过更稳定的发酵条件提高产品质量会让这一工艺更加令人信服。当前，克朗斯的一个研发项目就是沿着动态发酵的方向发展。目标：研发一种动态发酵工艺。设想：开发一种装备以及工艺，确保循环流程中颗粒物质得到更有效的沉淀和去除。特殊魅力：这种混合系统也可以非常容易地补充安装到常规的锥形罐上，只需更换原有的法兰连接。并且它还适用于连续发酵工艺。

循环发酵工艺存在一定缺点

传统的发酵工艺可能导致酵母过早沉淀，尤其是生产高浓酿造啤酒时。虽然新的循环发酵工艺尝试着避免发酵效率损失，但其本身也存在以下问题：

①只有当罐内液位达到一定高度后，才能使用这种工艺；

②如果对原有设备进行补充安装，在某些情况下将产生非常高的费用；

③罐内的运动部件导致刷洗困难；

④为了避免系统的喷嘴被堵塞，液体中不能含有酒花或者醪液组分等颗粒物质；

⑤混合和沉淀不能同时进行；

⑥常规的安装方式只能实现一个罐一个批次内的循环，这种工艺不能应用于连续发酵。

此外，现有的发酵系统均未考虑排放酵母以及其它的沉淀颗粒问题，一旦这些物质排放过快，将在沉淀物中撕开一条通道，这样很容易降低流程效率，导致残留部分存在不均匀性。因此，酵母和其它颗粒必须按照常规方式―通常采用专用的排放泵，非常缓慢地排掉，可这样又影响了可支配的发酵能力，相应地也降低了设备效率。

动态发酵的优点

克朗斯新推出的解决方案将有效避免循环发酵所存在的问题，而且在方案规划中还重点考虑了卫生型设计和简化补充安装。此外，动态发酵工艺研究项目还期望通过连接多个发酵罐有选择地实现连续发酵工艺。

设计思想：为避免出现沉淀物排放不彻底的现象，需在大罐锥体底部安装一个排挤件，借此来提高排放的流速。当然，在设计该排挤件时，必须从功能上保证其刷洗的便利性，并且容易补充安装。为了获得理想的形状和大小以及与罐壁的距离，克朗斯进行了大量的计算工作。此外，克朗斯还对各种运行方式进行了模拟，例如，旋转元件、不同的喷管和喷嘴、循环方法等。

开发进程：为了在实践中验证理论知识，克朗斯建造了一套试验设备，对基础物质、沉淀物和固形物进行试验。

试验表明，如果没有排挤件，沉淀物中就产生一个通道，颗粒物质残留在罐中。安装排挤件之后，能够明显改善排放效果。最终，确认双锥为最佳形状―其外部形状如同一块钻石。此后，克朗斯尝试利用这种排挤件与循环发酵进行组合，开发更多的利用价值；为了实现更高的灵活性，还考虑了全部流动方向。

结论：排挤件与循环发酵工艺的组合可以加快发酵速度，同时还能产生更流畅、更高效的颗粒去除。如果使用变频泵，甚至还能启动均质化流程，即使大罐尚未完全充满时也是如此。不过，该实验设置没有规定独立的沉淀区域。

套管单元形成第二个和第三个进出口

慕尼黑工业大学魏恩施蒂芬学院经过长期研究后发现，如果在锥体的中部增加一个出口，沉淀效果会更好。因此，在动态发酵工艺实验设备的大罐内部增加一个开口作为进出口，还在这段管的内部还附加了一段薄壁管，形成第三个进出口。但是，所有进出口处于不同的高度。套管单元与排挤件的组合最终形成了最高的灵活性，在满罐、发酵、酵母沉淀、排渣、发酵物流出以及CIP刷洗过程中形成大量不同的流动状况。

不同于现有技术，实验设备大罐的挤压件安装在中心部位，由此可以在反应罐中形成非常均匀的流动，各个流动区域可以随意调节。此外，该工艺还可以选择更快速的沉积物下沉，由此更好地排掉沉积物。所有三根管路既可以作为进出管路，也能用于循环倒罐，这种灵活性还进一步实现了理想的物质溶解和反应催化。套管系统形成对流运行让内含物质更加均匀，借此改善了热传导。另外，由于不存在冲洗死角的问题，这种装置的刷洗更加简单。即使该单元处于连续运行或者断续运行的状态，也完全可以和控制流动方向一样简单地进行调节，按照期望的流程进行匹配。

即插即用：为了在原有的传统发酵罐内补充安装实验装置，从而实现经过流体优化的工艺，实验装置能够以理想的方式安装在锥形罐可拆卸的小锥中（翻转式小锥或者法兰连接的小锥）。克朗斯将这种套管方案安装在一个滑道上，从而可以简单快速地就位并与系统连接。

连续发酵：动态发酵工艺以及套管装置既可以用于传统的批次运行也可以用于半连续或者全连续运行―倒灌或者不倒灌均可。对于连续发酵工艺，需要将多个采用这种配置的大罐相互连接在一起。对于这种情况，可以对每个大罐进行单独调整的循环。尽管如此，还可以按照相应的运行方式进行所需的沉淀。同样，还可以抽取这些沉淀物或者将其加入其它的流程。借此，形成由多个大罐形成的搅拌罐阶梯。颗粒物质、气泡和液体的分馏由此实现。对外输送可以选择输送泵，也可以借助压力梯度，或者两者结合使用。